一款25w的d类音频功放的设计

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1、摘要lV哪4眦芝哪2吣7吣2㈣8叭帅9哪6帆本文讨论并设计了一款低功率的D类音频功率放大器放芯片。该芯片采用了新一代的PWM(脉冲宽度调制)调制技术，在输出端实现免滤波器输出，节约了系统的面积和成本。芯片工作电压(V1)D)范围为3—5．5V，在4fl负载下最大可输出2W的功率，最大调制效率可达85o,4(Sfl负载)，具有低静态电流(4mA)和关断电流(<1衅)。整个芯片采用CSMC0．51anCMOS双铝双多晶(DPDM)混合信号标准工艺制作，以及4x4mm2TSSOP-16封装，测试性能良好，主要应用于便携式电子设备。分析了D类音频功率放大器系统组成原

2、理和系统的主要性能指标；并剖析了系统对调制部分的要求。针对手机、PDA应用中特殊的噪声、RF干扰环境，研究针对PSRR、SNR、THD性能提高的电路结构。选择单环反馈PWM调制结构，分析影响系统的PSRR、THD、效率等指标的因素，确定系统对各个模块的性能指标要求。采用全差分输入运放、全差分积分器，从而降低了对共模电平的要求，省掉了外接的BYPASS电容和输入耦合电容。对各个电路模块分别做精心的设计和详细的论述，如基准源电路、积分器电路和三角波电路等。利用CADENCE工具进行仿真验证，并根据仿真结果对设计结果进行微调，以便达到预期的性能指标。完成所有电路子

3、模块设计后进行了D类功放电路的整体性能仿真，并根据仿真结果对子电路模块参数进行微调。最后分析了该电路架构设计上的特点，并对所作的工作进行了详细的总结。在电路设计完成以后，进行了电路版图的设计。最终芯片采用CSMC0．5微米多晶多金属(DPDM)工艺线流片，测试结果功能性能正常。测试结果显示，低频PSRR为61dB，THD为0．56％(5V、1W、1KHz)。关键词：D类音频功率放大器，PWM调制，死区时间东南大学工程硕士学位论文AbstractWediscussedadesignofalowpowerclassDaudioamplifierchipinthi

4、spaper．AnewPWMtechniquehasbeenintroducedtotheamplifierchip．Itmakesthefilterlessoutputcometrue，savessystemareaandcost．TheinputsupplyvoltageODD)rangefrom3Vupto5．5V．Andthechipcallsupply2Wpowerinto4flload,topto85％efficiencyfor8tqload,lowto4mA13Ccurrentandlessthan1衅shutdowncurrent．Thewh

5、olechipistaped-outinCSMC0．5proCMOSDPDMstandardmixedsignalfabricationtechnologyandpackagedinTSSOP-16with4x4mm2卸吼Thischipismainlyusedinsomeportableelectronicdevices．AnalyseandholdtheprincipleofclassDaudioamplifiersystem．Understandthemainperformancetargetofsystem，andconfirmtheneedform

6、odulationparttothesystem．TotheenvironmentofspecialnoiseandRFdisturbinmobiletelephoneandPDAapplication，newcimuitstructui-ewasstudiedtoimprovetheperformanceofPSRR,SNR,THD．Fullydifferencialinputamplifierandfullydifferencialintegratorisused，whichreducesthedemandforcommonmodevoltageande

7、liminatestheBYPASScapacitorandtwoinputcouplingcapacitor．Atcircuitlevel，circuitblocksincludingthereferencevoltagesource，theintegratorandthetrianglewaveareparticularlydiscussed．．Thecircuitsimulationincandencehasbeendone，andbasedontheresultofthesimulation，sometrimminghasbeendoneonthed

8、esigningtosatisfythedemand